X
تبلیغات
ارديبهشت - محاسبات ترانسفورماتورهاي توزيع

ارديبهشت

اطلاعات كاربردي شبكه هاي برق

محاسبات ترانسفورماتورهاي توزيع

 

محاسبات مربوط به ترانسفورماتور توزیع :

 

پستهای هوائی و زمینی توزیع برق ، همچون سلولهای زنده یک بافت شهری ، وظیفه دریافت انرژی از شبکه برق و تزریق آن در نقاط مختلف مصرف را به عهده دارند، به همین خاطر در طراحی و احداث آنها بایستی در کنار مسائل مهندسی ، جنبه های مختلف فنی و اقتصادی انتخاب قدرت نامی ترانسفورماتور توزیع ، مد نظر قرار گیرد، با توجه به گسترش شهری و دورنمای رشد آنها  و هزینه های وسیه و روز افزونی که صرف نصب و راه اندازی و بهره برداری از پستهای فوق می گردد، لزوم بررسیهای اقتصادی به موزارات بررسی فنی ، به منظور انتخاب بهینه ظرفیت ترانسفورماتور اجتناب ناپذیر کشته است ، در این زمینه سلیقه های مختلف و روشهای گوناگونی به منظور انتخاب مناسب با توجه به عوامل زمانی و مکانی ، همچون منحنی بار، شرایط اقلیمی چگالی بار و توسعه آینده،...... وجود دارد ، که باعث تنوع در انتخاب ظرفیت گردیده است .

در یان قسمت دستورالعمل و راهنمایی برای کلیه استفاده کنندگان و طراحان ، به منظور انتخاب قدرت نامی و بارگیری ترانس محل نصب ، با استفاده از استانداردهای بین المللی CE-354 و استاندارد پستهای 20kv وزارت نیرو و تحت وضعیتهای تعریف شده ، بحث و سپس به چگونگی انتخاب تعداد ترانس با توجه به شعاع تغذیه هر ترانس می پردازیم .

انتخاب ترانس 20kv پست توزیع از میان گزینه های استاندارد ، باید با دقت فراوان و براساس نیازها و امکانات موجود انجام شود. مسائل فنی متعددی در انتخاب نوع و قدرت ترانسفورماتورها و چگونگی بارگیری از آنها موثر است . با فرض فرکانس و ولتاژ کار شبکه های توزیع ایران ( 20-0/4 kv 50HZ)  ، دیگر عواملی که در طراحی و انتخاب ظرفیت، موثر می باشد، به صورت فهرست وار عبارتند از : کمحمی بار، دمای متوسط محیط، شرایط اقلیمی و ارتفاع از سطح دریای منطقه، چگالی بار ناحیه و شعاع تحت پوشش ترانس ، تعداد فیدرهای خروجی .

این گونه عوامل به ویژه در سرزمین پهناوری چون ایران، با شرایط افلیمی بسیار متنوع و در عصری با تحولات چشمگیری زندگی و رشد روز افزون مصرف برق ، از تنوع بیشتری برخوردار می باشد . لذا اصول تعیین ظرفیت ترانس باید با شاریط و نیازهای مختلف انطباق پذیر بوده و به جای ارائه الگوی واحد از یک یا چند نوع خاص، برای همه جا و همه وقت، امکان آن را فراهم نماید ، که انتخاب ترانس براساس شرایطو امکانات موجود و از میان پارامترهای مختلفی که ضوابط استاندارد شده مشخص می نماید ، انجام گیرد .

با توجه به مشخصات ترانسفورماتور های توزیع استاندارد ایران ( ساخت ایران ترانسفو بر طبق ظرفیت استاندارد شده (IEC-76)  که روغنی با سیستم خنک کنندگی طبیعی ( ONAN)  می باشد. توانهای نامی تعریف شده پستهای زمینی توزیع، برای قدرتهای بالا، 500KVA تا حداکثر 1250KVA می باشد . مراحل طراحی و انتخاب ترانس توزیع، متفاوت از روش تعیین ظرفیت ترانسهای فوق توزیع و فشار قوی می باشد . در توانهای توزیه به علت عدم نیاز به مانور، سهولت تعویض ترانی امکان احداث پستهای جدید ، در نقاط با افت ولتاژ زیاد، دیگر نیاز به پیش بینی قدرت ذخیره در زمان نصب ترانش نمی باشد. بطور کلی سه حالت برای استفاده از ترانس های توزیع وجود دارد، که هر یک  دارای جداول مشخص و قابلیت  بارگیری ، برای کارمفید مربوط به خود می باشد، که عبارتند از :

الف- بارگیری دائم ( کارکرد مداوم ) ترانس

ب- بارگیری دوره ای ترانس

 ج- بارگیری اضطراری از ترانس

 

دراینجا با توجه به تحت ولتاژ بودن دائم ترانسهای توزیع، روش کلی ارائه شده ، مربوط به منحنی بار برحسب زمان دوره 24 ساعت شبانه روز می باشد .

1-   شرایط اقلیمی :

در انتخاب ظرفیت ترانسفورماتورهای هوایی و زمینی ، باید عوامل محیطی موثر در کاهش ظرفیت، مانند درجه جرارت و ارتفاع  از سطح دریا را، مورد توجه قرارداد. همچنین به منظور افزایش طول عمر مفید ترانفسورماتور، بهتر است دمای روغن آن بیش از 60 درجه دمای سیم پیچی آن حداکثر 65 درجه افزایش نیابد. برای اساس ظرفیت واقعی پستهای هوایی و زمینی ، به درجه حرارت محیط و شرایط ته.یه ترانس بستگی دارد .

 

1-1-      درجه حرارت محیط :

وضعیت آب و هوایی و شرایط اقلیمی  ناحیه مورد نظر ، به ویژه درجه حرارت برای انتخاب ترانسهای هوایی و زمینی و نیز از لحاظ مشخصات فنی ساختمان پست توزیع و خنک سازی فضای داخل آن حائز اهمیت می باشد. درجه حرارت متوسط محیط "qa"  را، در کلاس بندی انتخاب و بارگذاری ترانسفورماتورها، می توان برای ایران به سه گروه زیر دسته بندی نمود:

 

I – حداکثر متوسط دمای در سال، 20 درجه سانتیگراد

II – حداکثر متوسط دمای  هوا در 24 ساعت، 30 درجه سانتیگراد

III- حداکثر دمای هوا در 24 ساعت، 40 درجه سانتیگراد

این حدود تعیین شده در بارگذاری ترانسفورماتورها، براساس استاندارد IEC-354  تعیین کننده خواهد بود.

 

2-1- شرایط آب و هوایی :

در طراحی پست توزیع و متناسب با آن، انتخاب ترانس ، هر یک از شرایط اقلیمی  زیر می تواند درجه حرارت محیط و تهویه هوایی پست را تحت تاثیر قرار دهد.

·   آب و هوای گرم و خشک : که این آب و هوا، بخش قابل توجه ای از نواحی مرکزی و جنوبی کشور را تشکیل می دهد، دارای میزان کم بارندگی سالیانه و دمای حداکثر 45 درجه سانتیگراد در تابستان می باشد، ترانسفورماتور این مناطق در گروه "III"  از شرایط درجه حرارت محیط قرار می گیرند. ظرفیت نامی ترانسفورماتور نصب شده در آن ناحیه کاسته شود.

      ضریب کاهش ظرفیت ترانسفورماتور برحسب ارتفاع از سطح دریا

ارتفاع از سطح دریا [m]

ضریب کاهش

1000-0

1

1200-1000

99%

1400-1200

98%

1600-1400

97%

1800-1600

96%

2000-1800

95%

2200-200

94%

2400-2200

93%

 

2-         بارگذاری :

تعیین ظرفیت پست توزیع علاوه بر شرایط اقلیمی فوق ، به پیش بینی مقدار بارگیری ترانس بستگی دارد . پستهای کوچک توزیع در نقاط شهری ، عموما با استفاده از گزینه های استاندارد ترانسفورماتورهای روغنی با ظرفیتهای بین نیم تا یک مگاولت آمپر احداث می گردند. این پستهای زمینی هر کدام شامل یک یا دو دستگاه ترانس توزیع می باشد، که قدرت نامی آنها برحسب نیاز می تواند معادل 400، 500، 630، 800، 1000 تا حداکثر 1250 کیلو ولت آمپر انتخاب گردد، حال تعیین بارگذاری بهینه چه مقدار می باشد؟ در صد بارگیری مجاز و اقتصادی ترانسفورماتور  توزیع کدام است ؟

 

می دانیم به منظور افزایش طول عمر ترانسفورماتور ، بهتر است بیش از 70% ظرفیت نامی آن مورد استفاده قرار نگیرد، برای تعیین مقدار توان نامی مورد نیاز برای احداث پست، دو پارامتر پیشنهاد می گردد:

الف- منحنی با روزانه

ب- برآورد چگالی بار

 

2-1-  منحنی بار برای مصرف کنندگان مسکونی ، تجاری ، صنعتی و روستایی معمولا در واحدهای برنامه ریزی و طراحی شرکتهای توزیع ، با توجه به الگو و فرهنگ مصرف آن منطقه استخراج و نگهداری می شود .

 

دیاگرام تیپ شده این منحنی های بار، نشان دهنده دیماند مصرفی ، در دوره زمانی 24 ساعت شبانه روز می باشد. تاثیر منحنی بار را، معمولا در محاسبات انرژی توسط فاکتوری بنام " ضریب بار" L.F اعمال می نمایند.

Sw : دیماند لحظه ای برحسب کیلو وات

Swmax: ماکزیمم دیماند طی مدت زمان 24=T ساعت

Sr : " قدرت نامی ترانسفورماتور"


" در صد بارگیری اولیه ، نسبت قدرت پایه بار اولیه به قدرت نامی ترانس "



" در صد بارگیری ماکزیمم " ، نسبت حداکثر قدرت در پیک بار به قدرت نامی ترانسفورماتور

T : " مدت زمان پیک " مدت زمانی که توان در مقدار ( K2)  قرار دارد .

qa: متوسط  دمای محیط " خنک کنندگی "

 

محاسبه مقدار ظرفیت مورد نظر، برای انتخاب قدرت نامی ترانسفورماتور " Sr" که مناسب نصب و ارائه سرویس باشدف به صورت دستورالعمل مشروحه ذیل خواهد بود. برای ترانسفورماتور های توزیع ایران با نوع خنک کنندگی طبیعی ( ONAN)  و یا جریان هوای مصنوعی ( ONAF)  برای زمانی که ثابت زمانی خنک کنندگی " روغن هوا" ترانسفورماتور ها براساس طراحی ساختمان و بدنه تانک آن در مدت 3 ساعت ، برای ( ONAN)  و 2 ساعت برای  ( ONAF) و یا استفاده از گروه بندی دمای متوسط آب و هوایی ایران  qa" در مقادیر 20 و 30 و 40 درجه سانتیگراد باشد، با استفاده از جدول استاندارد ارائه گردیده است . در این جدول به منظور سهولت استفاده در صد بارگیری توان اولیه"K1"  در 6 مقدار معمول انتخاب شده است و نیز برای درصد بارگیری ماکزیمم" K2"  نیز برای مدت زمان بار پیک 't"  با در نظر گرفتن تغییرات 1 تا 2 در صد می توان در 8 فاصله زمانی نیم ساعت آن را انتخاب نمود.


درج اصلاحات و مطالب بيشتر به زودي iraj70

+ نوشته شده در  دوشنبه پانزدهم فروردین 1390ساعت 21:3  توسط Iraj.f  |